Zavarljivost finozrnatih čelika (mikrolegiranih i niskolegiranih)

Finozrnati mikrolegirani čelici

Kod nelegiranih čelika se veća čvrstoća Rm i granica razvlačenja Re postižu povećanjem sadržaja ugljika. Povećanje čvrstoće je moguće i legiranjem čelika malim količinama jednog elementa ili više njih: Al, Nb,V, Ti i Zr uz dovoljno niski sadržaj C (obično < = 0,2 %C), čime se zadržava dobra zavarljivost. Budući da se navedeni elementi dodaju u malim količinama, ovi se čelici zovu mikrolegirani. U načelu sadržaj mikrolegiranih dodataka se ograničava kako slijedi [ 1] : Al - min 0,015 %, Ti < = 0.15 %, V < = 0.10% Nb< = 0.04 %.

Mikrolegirani elementi sa C i N tvore i izlučuju karbide, nitride i karbonitride, pomažu stvaranju finozrnate strukture i svojim izlučivanjem povećavaju čvrstoću (AlN, TiC, Ti(CN), TiN, V4C3, VC, NbC, Nb(CN). Kontroliranim valjanjem i termomehaničkom obradom u valjaonici moguće je kod ovih čelika postići povećanje čvrstoće.

Mikrolegirani elementi tvore i sulfide, karbosulfide i oksisulfide, čije je talište niže od Mn sulfida, pa su ovi čelici skloniji likvacijskim toplim pukotinama. Da se smanji vjerojatnost pojave ovih toplih pukotina, potrebno je smanjiti sadržaj s dodavanjem silikokalcija ili kalcija u lonac s talinom. Tako je moguće postići S < 0.01 %. Za čelike izložene koroziji uz naprezanje se traži ponekad S < 0.001 %.

Mikrolegirani čelici imaju pored visoke granice razvlačenja i čvrstoće i dobru udarnu žilavost. Jači pad žilavosti se može očekivati u ZUT zbog pogrubljenja zrna i brzog hlađenja (Widmannstätenova mikrostruktura). Zato je potrebno smanjiti unos topline (To i Eef). Za ove čelike se zato propisuje temperatura predgrijavanja To (i između prolaza Tm) da se izbjegnu hladne pukotine, a unos topline mora biti optimalni. Ne smije biti prevelik niti premalen. Emin < E < Emax. Kod mikrolegiranih čelika je najčešće lokalna grubozrnata krhka zona u ZUT, uz liniju taljenja, a ponekad je u području A1 - A3, u ZUT.

Niskolegirani visokočvrsti finozrnati čelici (HSLA, Re = 550 - 1000 MPa)

Isporučuju se iz željezare u poboljšanom stanju (engl. QT-- Quenched and Tempered). Nakon zavarivanja se ne predviđa toplinska obrada. U nekim slučajevima se provodi nakon zavarivanja ili toplog oblikovanja poboljšavanja. Poboljšavanje se vrši prvo austenitiziranjem, pa kaljenjem u vodi. Rezultat je sitnozrnata struktura martenzita i/ili međustruktura. Poslije se vrši popuštanje na 600-720 °C.

Zavarljivost ovih poboljšanih čelika se ne razlikuje bitno od mikrolegiranih čelika. Jedina razlika je pojava troostita ZUT između A1 - A3 te pojava omekšanja i pad čvrstoće ZUT na mjestu zagrijavanja na temperaturu oko 600 °C.

Toplinski input pri zavarivanju se mora držati u strogim granicama. Legiranje čelika se vrši s Ni,Cr,Mo uz mikro legiranje s Zr ili Ti, B, V.

Primjer sastava čelika NAXTRA - 70: C < = 0,20; Si @ 0,6; Mn @ 0,9; P < = 0,035; S < = 0,035; Cr = 0.6 - 1.0; Mo 0,2 - 0,6; Zr 0.06 - 0.12.

Povratak na početnu stranicu - povratak na popis pitanja iz Zavarivanja I !!